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上海島韓實(shí)業(yè)有限公司
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淺談測(cè)力技術(shù)的新發(fā)展
2013-6-20 閱讀(1547)
目前，現(xiàn)在的測(cè)力技術(shù)已深入到了我們生活的各個(gè)層面 ,上至國(guó)防高精尖技術(shù) ,下至百姓日常生活 ,都離不開(kāi)測(cè)力技術(shù) ,測(cè)力其發(fā)展備受關(guān)注。島韓實(shí)業(yè)就從測(cè)力技術(shù)的應(yīng)用、測(cè)力技術(shù)中傳感器的應(yīng)用、測(cè)力中的儀表三個(gè)方面來(lái)談?wù)劀y(cè)力技術(shù)的發(fā)展。
1 測(cè)力技術(shù)的應(yīng)用
測(cè)力技術(shù)的應(yīng)用范圍之廣,可以從它的測(cè)量范圍之寬來(lái)推斷,在大力值方面,測(cè)量軋鋼機(jī)軋制力的測(cè)力儀上限已達(dá)60MN,測(cè)量材料性能的巨型試驗(yàn)機(jī)已達(dá)100MN;而在微小力值方面,生物力學(xué)中動(dòng)物肌肉纖維的拉力儀僅為10nN。由此可見(jiàn)測(cè)力范圍的兩端之比可達(dá)到1016量級(jí)。
隨著大工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,測(cè)力技術(shù)的應(yīng)用面正在不斷拓展。現(xiàn)舉例予以說(shuō)明,中國(guó)計(jì)量院研制的20MN基準(zhǔn)測(cè)力機(jī),是我國(guó)目前zui大的超重型精密力值計(jì)量裝置,它利用帕斯卡原理,把靜壓潤(rùn)滑技術(shù)應(yīng)用于單缸結(jié)構(gòu)的非旋轉(zhuǎn)工作缸塞系統(tǒng)中,力值不確定度優(yōu)于1×10-4,靈敏限優(yōu)于2×10-5。在世界大力值測(cè)力領(lǐng)域居水平,20NM基準(zhǔn)測(cè)力機(jī)及相應(yīng)計(jì)量檢定系統(tǒng)的建立,滿足了軋鋼自動(dòng)化和技術(shù)改造、火箭推力及大型材料試驗(yàn)機(jī)等對(duì)力值準(zhǔn)確測(cè)量的要求,并為數(shù)十萬(wàn)噸級(jí)以上船舶的錨鏈試驗(yàn)、核動(dòng)力裝置的力學(xué)性能試驗(yàn)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地震研究等提供了精密檢測(cè)手段。
在建筑工程中需測(cè)量樁基的承載能力,錘擊作用下的樁子受到?jīng)_擊力而貫入地基,通過(guò)測(cè)力值和貫入度就可以根據(jù)波動(dòng)方程計(jì)算單樁的承載力,并以此來(lái)評(píng)定樁基質(zhì)量。建筑工業(yè)的飛速發(fā)展促使用樁量迅速上升,準(zhǔn)確測(cè)量樁子的縱向承載力是保證建筑工程質(zhì)量的重要因素之一。
在地質(zhì)勘測(cè)和土建施工及公路施工方面,測(cè)量土壤承載力的便攜式觸探頭貫入儀,以及所用測(cè)力儀,為土質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)快速評(píng)定提供了檢測(cè)手段。公路建設(shè)的飛速發(fā)展,對(duì)測(cè)力技術(shù)提出了更高的要求,也使測(cè)力技術(shù)得到了更新和發(fā)展。
2 測(cè)力技術(shù)中傳感器的應(yīng)用
現(xiàn)代測(cè)力技術(shù)的發(fā)展,離不開(kāi)獲取和轉(zhuǎn)換力值的測(cè)力傳感器。測(cè)力中zui常用的是電阻應(yīng)變式傳感器,是利用金屬的應(yīng)變效應(yīng)或半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)進(jìn)行變換。應(yīng)變效應(yīng)以電阻絲、泊或薄膜的形狀變化為主體,常用的金屬材料有康銅和卡瑪金屬,他們的應(yīng)變靈敏系數(shù)為1.7～2.2和2.4～2.6;壓阻效應(yīng)以電阻率變化為主體,由于半導(dǎo)體材料的應(yīng)變靈敏系數(shù)高于金屬50～80倍其蠕變和滯后小,體積也小,適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。
石英壓電式測(cè)力傳感器的體積小,重量輕,可用于測(cè)量上升時(shí)間為1s的動(dòng)態(tài)力過(guò)程,而且動(dòng)態(tài)范圍寬。在動(dòng)態(tài)力測(cè)量中,為了獲取較高的準(zhǔn)確度,測(cè)力系統(tǒng)的固有頻率通常應(yīng)高于被測(cè)力上限頻率5倍以上。由于力傳感器動(dòng)態(tài)特性的限制,這個(gè)要求往往很難滿足,所以必須采取補(bǔ)償措施來(lái)消除部分動(dòng)態(tài)誤差。
除此之外,還有電容、電感、光纖和激光式傳感器來(lái)滿足不同狀態(tài)下的測(cè)力要求,本文就不一一加以敘述。
3 測(cè)力中的儀表
測(cè)力傳感器的發(fā)展與相應(yīng)的測(cè)量?jī)x表的發(fā)展是密不可分的,只有當(dāng)儀表的分辨率和準(zhǔn)確度提高后,才有可能提供觀測(cè)手段以及數(shù)據(jù)的處理和控制方法,使傳感器的性能得到進(jìn)一步的改善。當(dāng)前,測(cè)量線路中高集成化及微機(jī)的普遍應(yīng)用,由傳感器測(cè)力通過(guò)計(jì)算機(jī)控制來(lái)達(dá)到自動(dòng)化檢測(cè),有力的改變了測(cè)量?jī)x表的性能和功能。而且,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)平臺(tái)技術(shù)正成為自動(dòng)化測(cè)量和控制的新型技術(shù),模塊化和高集成化使測(cè)力計(jì)算測(cè)試技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展,自動(dòng)化測(cè)量和控制技術(shù)也會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。
